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人教版物理選修3-4學案：15.4 廣義相對論簡介
審核：高二物理組
寄語：夢想決定現(xiàn)實。但，當夢想只是夢想，現(xiàn)實就是另一種現(xiàn)實！

學習目標：
1．了解廣義相對性原理和等效原理。
2．了解廣義相對論的幾個結論。
學習重點
廣義相對性原理和等效原理。
難點
理解廣義相對論的幾個結論。
知識回顧
一、狹義相對論的兩點假設：
1、狹義相對性原理
在不同的 參考系，一切 都是相同的
2、光速不變原理
真空中的 在不同的慣性參考系中是 的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關系。
引入新課
1915年，繼狹義相對論發(fā)表10年之后，愛因斯坦又發(fā)表了廣義相對論。這節(jié)課我們來了解一下廣義相對論的基本原理和幾個結論 。
B級一、超越狹義相對論的思考
愛因斯坦思考狹義相對論無法解決的兩個問題：
1、引力問題
定律無法納入狹義相對論的理論框架；
2、非慣性系問題，
只適用于慣性系，為什么慣性系具有這樣的地位？ 無法解釋
B級二、廣義相對性原理和等效原理
1、廣義相對性原理：
在 參考系中， 都是相同的。
2、等效原理：
一個 的引力場與一個做 運動的參考系等價。

停泊在行星表面的飛船里，沒有支撐的物體會做自由落體運動即勻加速運動，這是因為飛船處在行星表面空間的引力場中；如果飛船遠離行星表面做勻加速運動，也會觀察到?jīng)]有支撐的物體的自由落體運即勻加速運動。我們不能根據(jù)飛船內(nèi)的自由落體運動來判斷飛船到底在加速運動，還是停在一個行星的表面。這說明一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價，這就是等效原理。
B級三、廣義相對論的幾個結論
1、物質(zhì)的引力使光線發(fā)生 。20世紀初，人們觀測到了太陽引力場引起的光線 。觀測到了太陽后面的恒星。


1）、飛船外觀察者看到這束光是直線傳播的（水平向右）
2）、如果飛船做勻速直線運動，船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條直線（虛線）
3）、如果飛船做勻加速運動，在光向右傳播的同時，飛的速度也在不斷增大，因此船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條拋物線。
2、 的存在使得空間不同位置的時間進程出現(xiàn) ．例如在強引力場的星球附近，時間進程會變慢，就像我們看到高速運動的火車上時間進程變慢一樣。
3、引力紅移
宇宙中有一類恒星，體積很小，質(zhì)量卻很大，叫做 ，矮星表面的引力很強，按照廣義相對論，那里的的時間進程比較慢，那里原子發(fā)光的頻率比同種的原子在地球上發(fā)光頻率低，看起來偏紅，這個現(xiàn)象叫做 ．
知識鞏固：
閱讀課本內(nèi)容和“科學漫步”， 完成課本中本節(jié)“問題與練習”的題目1。


反思小結：
15.4 廣義相對論簡介檢測卡
A級1、本節(jié)我們了解了愛因斯坦在對狹義相對論無法解釋的兩個問題進行思考的基礎上，提出了 和 ，從而創(chuàng)立了 相對論。我們還了解了廣義相對論的兩個結論：一是 ，二是
，雖然這些原理既基本又簡單，從中體會愛因斯坦帶給我們啟迪的新思想、新觀念卻顯得非常重要。
A級2、結合前面所學知識比較狹義、廣義相對論。

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